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我国科学家创制出果肉富含花青素的紫色番茄

2019-11-21 10:44:37来源:光明网作者:光明网编辑:bianji2
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 让番茄“红得发紫”?番茄本来就是蔬菜界的“大红人”,我国科学家成功让番茄“红得发紫”。那么,番茄为何呈现紫色?紫色的番茄好吃吗?
 

花青素在番茄果皮和果肉中积累
 
记者从中国科学院官方网站了解到,近日,中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李传友与北京农林科学院研究员李常保合作揭示了番茄响应光信号积累花青素的分子机制并通过遗传操作创制出果肉富含花青素的紫色番茄。相关成果于11月1日在Molecular Plant 在线发表。
 
番茄变成紫色的关键是花青素。花青素是一种天然的水溶性植物色素,是花、果实等植物器官呈色的主要原因。同时,花青素是一种天然的抗氧化剂,具有重要的保健功能,可以有效预防心血管疾病、衰老相关的退行性病变以及多种癌症。番茄是世界上最重要的蔬菜作物之一,然而,美中不足的是,市场上常见的普通番茄果肉中基本不含花青素。因而,研究花青素合成的调控机理具有重要的科学意义和应用价值。
 

SlAN2-like 调控番茄果实花青素积累的工作模型
 
番茄如何“红得发紫”?该项研究发现,在强光照射下,番茄材料“Indigo Rose”(InR)的果皮中可以积累花青素。他们从遗传分析入手,成功分离了InR中控制花青素合成的基因Aft和atv。研究表明,Aft编码一个正向调控花青素合成的R2R3-MYB蛋白SlAN2-like。atv编码一个负向调控花青素合成的R3-MYB蛋白SlMYBATV。在InR中,光照通过SlHY5激活SlAN2-like的表达,随后,SlAN2-like通过激活SlAN1和SlMYBATV的表达进而诱导番茄果皮中花青素的合成。SlMYBATV则通过与SlAN2-like竞争性结合bHLH转录因子SlAN1的方式抑制果皮中花青素的合成。由此发现,SlAN2-like在接受光信号并开启花青素合成通路的过程中起到至关重要的作用。在普通栽培番茄中,SlAN2-like基因由于剪切位点的突变而丧失功能,而且负向调控因子SlMYBATV的功能正常,因而不具备激活花青素合成的能力。
 
该研究为创制果肉中富含花青素的番茄提供了重要的靶标基因。利用果实特异启动子过表达SlAN2-like,获得了果皮和果肉中均有丰富花青素积累的紫色番茄。该研究成果不仅加深了人们对花青素合成机制的理解,而且对作物花青素性状的改良提供了新的思路与技术途径。
 
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